TUGAS AKHIR Analisa Pengaruh Sambungan Mekanik Tipe Double Lap Terhadap Kekuatan Tarik Pada Komposit Polyester Serat Batang Pisang.
TUGAS AKHIR
ANALISA PENGARUH SAMBUNGAN MEKANIK TIPE DOUBLE
LAP TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA KOMPOSIT
POLYESTER SERAT BATANG PISANG
Disusun Sebagai Syarat-Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
BAYU SUGIARTO
D200 090 068
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
i
ii
iii
iv
ANALISIS PENGARUH SAMBUNGAN MEKANIK TIPE DOUBLE
LAP TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA KOMPOSIT
POLYESTER SERAT BATANG PISANG
Bayu Sugiarto, Ngafwan, Muh Alfatih Hendrawan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
E-mail: bayuengine@gmail.com
ABSTRAKSI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kekuatan tarik
lubang dicetak dan dibor pada sambungan mekanik komposit polyester
tipe double lap pada serat batang pisang. Dan untuk mengetahui pengaruh
penambahan fraksi volume serat sebesar 5% pada daerah sekitar lubang
pada sambungan tipe double lap
Pembuatan komposit diawali dengan persiapan bahan yang akan
digunakan yaitu resin polyester, hardener, serat pohon batang pisang.
Setelah itu proses yang pertama pemotongan dan penglupasan kulit pohon
batang pisang pada lapis ke tiga dari luar, kemudian dilanjutkan proses
pengepresan agar bagian dalam kulit batang pisang mudah dihilangkan
sampai tersisa serat bagian luar, setelah itu dipotong dan dimasukan
kedalam paralon yang sudah diisi dengan air lalu dilanjutkan proses
perendaman selama 1 bulan agar mudah saat pengambilan serat.
Penjemuran awal dilakukan pada ruang tanpa sinar mata hari selama 1 hari.
Selanjutnya perlakuan alkali KMnO4 2% selama 2 jam dilanjutkan
pengeringan pada ruang tanpa sinar mata hari. Pembuatan komposit dengan
metode hand lay up perbandingan serat ±30% dengan mempersiapkan serat
dimasukan dalam oven pada temperatur 31 0C hinga kadr air mencapai 12%
sampai 15% kemudian serat diambil dan disusun sejajar. Pengujian tarik
untuk mengetahui kekuatan tarik dan gayang maksimum yang terjadi pada
lubang, dan foto makro sambungan komposit polyester serat batang pisang.
Dari hasil pengujian menunjukan bahwa gaya maksimum pada
specimen sambungan komposit yang pembuatan lubangnya dibor tanpa
penembahan fv dan setelah penambahan fv 5% mengalami penigkatan dari
218,874 N menjadi 228,200 N, sedangkan untuk specimen lubangnya dicetak
tanpa penambahan fv dan setelah penambahan fv 5% dari 288,252 N menjadi
598,914 N. Selanjutnya pada foto makro terjadi pull-out fiber pada specimen
komposit lubang dibor dan dicetak.
Kata kunci : serat batang pohon pisang, matrik polyester,
mekanik komposit.
v
sambungan
ANALYSIS OF EFFECT OF EXPOSURE TO MECHANICAL
LAP TAPE DOUBLE STRENGTH TENSILE POLYESTER FIBER
COMPOSITES IN BANANA STEM
Bayu Sugiarto, Ngafwan, Muh Alfatih Hendrawan
Mechanical Engineering University of Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol post I Pabelan, Kartasura
E-mail: bayuengine@gmail.com
ABSTRACTION
This study aims to determine the influence of tensile strength and
drilled holes printed on polyester composite mechanical connection type
double lap on banana stem fibers. And to determine the effect of fiber volume
fraction of 5% in the area around the hole on the connection type double lap
Composite manufacture begins with the preparation of materials to be
used are polyester resin, hardener, fiber banana tree trunks. After the first
process of cutting and peel bark banana stems in layers to three from outside,
then continue pressing process so that the inner bark of banana easily
removed until the remaining fiber outer part, after it was cut and inserted into
the PVC pipe that has been filled with water and then cpntinued the process
of immersion for 1 month to be easy when taking fiber. Initial drying is done in
a room without light eye day for 1 day. Furthermore, alkali treatment 2%
KMnO4 for 2 hours followed drying at room without light the eyes.
Manufacture of composites by hand lay-up method of fiber ratio ± 30% with
preparing fiber inserted in an oven at a temperature of 310C hinga kadr water
reaches 12% to 15% then the fiber is taken and arranged parallel. Tensile test
to determine the tensile strength and maximum force that occurred in the
hole, and the macro image of composite polyester fiber connection banana
stems.
From the test results show that the maximum force the specimen
connection composites manufacture of holes drilled without determine fv and
after the addition of fv 5% experienced a progressive increase of 218.874 N
being 228.200 N, whereas for specimen hole printed without the addition of fv
and after the addition of fv 5% of 288.252 N be 598.914 N. Further more, in
the case of macro image pull-out fiber in the composite specimens drilled
holes and printed.
Keywords: banana trunk fiber, polyester matrix, composite mechanical
connection.
vi
MOTTO
Pahlawan bukanlah orang yang berani meletakkan pedangnya
ke pundak lawan, tetapi pahlawan sebenarnya ialah orang
yang sanggup menguasai dirinya ketika ia marah.
(Nabi Muhammad SAW)
Barang siapa yang mengajak orang lain untuk mengikuti
petunjuk, niscaya akan mendapatkan pahala yang samadengan
orang yang mengikutinya tanpa mengurangi pahalan mereka
sedikit pun.
(HR.Bukhari)
Apabila di dalam diri seseorang masih ada rasa malu dan takut
untuk berbuat suatu kebaikan, maka jaminan bagi orang-orang
tersebut adalah tidak akan bertemunya ia dengan kemajuan
selangkah pun.
(Bung Karno)
Waktu adalah barang paling berharga untuk kau jaga,
menurutku ia adalah barang yang mudah hilang darimu.
(Yahya bin Hubairah)
vii
viii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Warahmatullah Hiwabarakatu.
Syukur
Alhamdulilah Penulis panjatkan Kepada Allah SWT atas
nikmat sehingga penyusunan laporan penelitian ini terselesaikan. Tugas
Akhir berjudul “ANALISIS PENGARUH SAMBUNGAN MEKANIK TIPE
DOUBLE LAP TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA KOMPOSIT
POLYESTER SERAT BATANG PISANG”, dapat terselesaikan atas
berbagai pihak.Untuk itu dalam kesempatan ini Penulis dengan rasa
hormat dan ketulsan hati ingin menyampaikan ucapan terima kasih
kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D
Selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar riyadi,S.T, M.Sc,Ph.D Selaku kaprodi
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Ngafwan, MT
Selaku Pembimbing Utama yang
bersedia meluangkan waktunya serta memberikan arahan dan
penjelasan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Muh Alfatih Hendrawan, ST, MT
Selaku Pembimbing
Pendamping yang telah memberikan bimbingan dan arahan
dalam penulisan Tugas Akhir ini.
ix
5. Bapak Bambang Waluyo Febriatmoko, ST, MT Selaku Dosen
Penguji Tugas Akhir ini.
6. Dosen
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang telah memberi ilmu pengetahuan kepada penulis
selama mengikuti kegiatan kuliah.
7. Staf
Tata
Usaha
Jurusan
Teknik
Mesin
Universitas
Muhammadiyah Surakarta yang telah membantu kelancaran
Tugas Akhir ini.
8. Bapak, Ibu, dan keluaga besar saya yang selalu memberikan doa
dukungan perhatian dan kasih sayang yang begitu indah dan luar
biasa dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
9. Teman-teman angkatan 2009 yang telah memberikan motivasi
semangat untuk penulis.
Penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari sempurna oleh karena itu
kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan penulis
terima dengan senang hati dan Penulis banyak ucapkan terima kasih.
Semoga semua amal baik yang diberikan kepada Penulis akan mendapat
balasan yang baik dan sempurna dari Allah SWT.
Wassalamualaikum Warahmatullah Hiwabarakat
Surakarta,
Januari 2016
Bayu Sugiarto
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................
i
PERNYATAAN TUGAS AKHIR .........................................................
ii
HALAMAN PERSETUJUAN ..............................................................
iii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................
iv
ABSTRAKSI .......................................................................................
v
HALAMAN MOTTO ............................................................................
vii
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ........................................................
viii
KATA PENGANTAR ...........................................................................
x
DAFTAR ISI .......................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ............................................................................
xiii
DAFTAR TABEL ................................................................................
xv
BAB I
PENDAHULUAN .............................................................
1
1.1. Latar Belakang .........................................................
1
1.2. Tujuan Penelitian ......................................................
4
1.3. Pembatasan Masalah ...............................................
5
1.4. Manfaat Penelitian ....................................................
5
xi
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA .....................................................
7
2.1. Kajian Pustaka .........................................................
7
2.2. Dasar Teori ..............................................................
9
2.2.1. Komposit ............................................................
9
2.2.2. Faktor-faktor yang menentukan sifat komposit ...
10
2.2.3. Klasifikasi komposit ............................................
11
2.2.4. Serat ..................................................................
15
2.2.5. Matrik .................................................................
16
2.2.6. Unsur pembentuk komposit serat alam ..............
18
2.2.7. Perlakuan KMnO4 ..............................................
23
2.2.8. Pengujian kekuatan tarik ....................................
23
2.2.9. Fraksi berat komposit ..........................................
29
2.2.10. Fraksi volume komposit .....................................
29
2.2.11. Kurva tegangan-regangan komposit berpenguat serat
BAB III
......................................................................................
28
2.2.12. Patahan (Fracture) ............................................
30
2.2.13. Proses pembuatan lubang ...............................
34
2.2.14. Sambungan komposit ......................................
35
METODE PENELITIAN ...................................................
37
3.1. Diagram alir penelitian .............................................
37
3.2. Prosedur penelitian ..................................................
38
xii
BAB IV
3.3. Bahan dan Alat ........................................................
45
3.3.1 Bahan ....................................................................
45
3.3.2 Alat.........................................................................
47
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAAN ....................
53
4.1. Pengujian specimen komposit .................................
53
4.1.1. Pengujian tarik ...................................................
55
4.1.2. Pembahasan pengujian tarik ..............................
60
4.1.3. Foto makro specimen .........................................
62
4.1.4. Pembahasan foto makro ....................................
66
PENUTUP .......................................................................
68
5.1. Kesimpulan ..............................................................
68
5.2. Saran .......................................................................
69
BAB V
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Fibrous composites ........................................................
12
Gambar 2.2 Laminated composites ...................................................
13
Gambar 2.3 Particulate composites ...................................................
14
Gambar 2.4 Geometri specimen uji tarik ............................................
24
Gambar 2.5 Kurva tegangan regangan ..............................................
25
Gambar 2.6 Sifat komposit pada pengujian tarik ...............................
27
Gambar 2.7 Kurva Tegangan Regangan Komposit Matrix Failure Mode
................................................................................................
29
Gambar 2.8 Kurva Tegangan Regangan Komposit Fibre Failure Mode
.................................................................................................
30
Gambar 2.9 Skematik Patah Liat .......................................................
32
Gambar 2.10 Skematik Patah Liat .....................................................
33
Gambar 2.11 Skematik Patah Getas .................................................
34
Gambar 2.12 Orientasi serat pada daerah lubang yang dibor dan dicetak
.................................................................................................
34
Gambar 2.13 Tipe-tipe dari (a) sambungan mekanik dan (b) sambungan ikat
(bonded joint) ..............................................................
35
Gambar 2.14 Beberapa jenis kerusakan yang mungkin terjadi pada
sambungan mekanik ...................................................
36
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ...................................................
37
Gambar 3.2 Pengambilan serat batang pohon pisang .......................
39
xiv
Gambar 3.3 Penjemuran serat batang pisang tahap pertama ............
40
Gambar 3.4 Pencucian menggunakan larutan KMnO4 .......................
40
Gambar 3.5 Penjemuran serat batang pisang tahap kedua ...............
41
Gambar 3.6 Pemotongan serat ..........................................................
41
Gambar 3.7 Proses oven serat ..........................................................
42
Gambar 3.8 Pembuatan cetakan ......................................................
42
Gambar 3.9 Spesimen uji tarik .............................................................
43
Gambar 3.10 Serat batang pisang .....................................................
45
Gambar 3.11 Resin polyester dan katalis MEKPO ............................
46
Gambar 3.12 Kalium Permanganate (KMnO4) ...................................
47
Gambar 3.13 Mini Digital Scale ..........................................................
48
Gambar 3.14 Alat suntik ....................................................................
48
Gambar 3.15 Sendok dan gelas ........................................................
49
Gambar 3.16 Cetakan ........................................................................
49
Gambar 3.17 Oven ............................................................................
50
Gambar 3.18 Thermometer ................................................................
50
Gambar 3.19 Sikat tembaga ..............................................................
50
Gambar 3.20 Roll ...............................................................................
51
Gambar 3.21 Skrap ............................................................................
51
Gambar 3.22 TDS meter ....................................................................
52
xv
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara tegangan rata-rata dengan regangan
pada lubang dibor .......................................................
54
Gambar 4.2 Grafik hubungan antara tegangan rata-rata dengan regangan
lubang dicetak .............................................................
55
Gambar 4.3 Grafik hubungan antara tegangan rata-rata dengan regangan
lubang bor diperbesar 5% ...........................................
56
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara tegangan rata-rata dengan regangan
pada lubang cetak diperbesar 5% ..............................
58
Gambar 4.5 Histrogram kekuatan lubang .........................................
59
Gambar 4.6 Hubungam antara tengangan dengan rengangan pda jenis
lubang
.......................................................................
Gambar 4.7 Foto Makro Patahan Perbesaran 50
kali
Pada Spesimen
Komposit Uji Tarik Lubang Dibor ..................................
Gambar 4.8 Foto Makro Patahan Perbesaran 50 Kali
59
62
Pada Spesimen
Komposit Uji Tarik Lubang Dicetak ...............................
63
Gambar 4.9 Foto Makro Patahan Perbesaran 50 Kali Pada Spesimen
Komposit Uji Tarik Bor Diperbesar 5% ..........................
64
Gambar 4.10 Foto Makro Patahan Perbesaran 50 Kali Pada Spesimen
Komposit Uji Tarik Cetak diperbesar 5% ....................
xvi
65
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Unsur Kimia Serat Alam ...................................
19
Tabel 2.2 Tensile Properties Of Various Natural Fiber .......................
20
Tabel 2.3 Karakteristik Unsaturated Polyester Resin Yukalac 157® BQTN-EX
...................................................................................................
22
Tabel 3.1 Geometri pengujian tarik ASTM D 5961...............................
43
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tarik .........................................................
53
Tabel 4.2 Hasil Pengolah Data Pengujian Tarik lubang dibor ............
54
Tabel 4.3 Hasil pengolahan Data Pengujian tarik pada lubang dicetak
..................................................................................................
55
Tabel 4.4 Hasil pengolahan Data Pengujian Tarik Pada lubang dibor perbesar
5% .....................................................................................
56
Tabel 4.5 Hasil pengolahan Data Pengujian Tarik Pada lubang dicetak
perbesar 5% ......................................................................
57
Tabel 4.6 Data hasil pengujian jenis lubang ........................................
59
xvii
ANALISA PENGARUH SAMBUNGAN MEKANIK TIPE DOUBLE
LAP TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA KOMPOSIT
POLYESTER SERAT BATANG PISANG
Disusun Sebagai Syarat-Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
BAYU SUGIARTO
D200 090 068
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
i
ii
iii
iv
ANALISIS PENGARUH SAMBUNGAN MEKANIK TIPE DOUBLE
LAP TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA KOMPOSIT
POLYESTER SERAT BATANG PISANG
Bayu Sugiarto, Ngafwan, Muh Alfatih Hendrawan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
E-mail: bayuengine@gmail.com
ABSTRAKSI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kekuatan tarik
lubang dicetak dan dibor pada sambungan mekanik komposit polyester
tipe double lap pada serat batang pisang. Dan untuk mengetahui pengaruh
penambahan fraksi volume serat sebesar 5% pada daerah sekitar lubang
pada sambungan tipe double lap
Pembuatan komposit diawali dengan persiapan bahan yang akan
digunakan yaitu resin polyester, hardener, serat pohon batang pisang.
Setelah itu proses yang pertama pemotongan dan penglupasan kulit pohon
batang pisang pada lapis ke tiga dari luar, kemudian dilanjutkan proses
pengepresan agar bagian dalam kulit batang pisang mudah dihilangkan
sampai tersisa serat bagian luar, setelah itu dipotong dan dimasukan
kedalam paralon yang sudah diisi dengan air lalu dilanjutkan proses
perendaman selama 1 bulan agar mudah saat pengambilan serat.
Penjemuran awal dilakukan pada ruang tanpa sinar mata hari selama 1 hari.
Selanjutnya perlakuan alkali KMnO4 2% selama 2 jam dilanjutkan
pengeringan pada ruang tanpa sinar mata hari. Pembuatan komposit dengan
metode hand lay up perbandingan serat ±30% dengan mempersiapkan serat
dimasukan dalam oven pada temperatur 31 0C hinga kadr air mencapai 12%
sampai 15% kemudian serat diambil dan disusun sejajar. Pengujian tarik
untuk mengetahui kekuatan tarik dan gayang maksimum yang terjadi pada
lubang, dan foto makro sambungan komposit polyester serat batang pisang.
Dari hasil pengujian menunjukan bahwa gaya maksimum pada
specimen sambungan komposit yang pembuatan lubangnya dibor tanpa
penembahan fv dan setelah penambahan fv 5% mengalami penigkatan dari
218,874 N menjadi 228,200 N, sedangkan untuk specimen lubangnya dicetak
tanpa penambahan fv dan setelah penambahan fv 5% dari 288,252 N menjadi
598,914 N. Selanjutnya pada foto makro terjadi pull-out fiber pada specimen
komposit lubang dibor dan dicetak.
Kata kunci : serat batang pohon pisang, matrik polyester,
mekanik komposit.
v
sambungan
ANALYSIS OF EFFECT OF EXPOSURE TO MECHANICAL
LAP TAPE DOUBLE STRENGTH TENSILE POLYESTER FIBER
COMPOSITES IN BANANA STEM
Bayu Sugiarto, Ngafwan, Muh Alfatih Hendrawan
Mechanical Engineering University of Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol post I Pabelan, Kartasura
E-mail: bayuengine@gmail.com
ABSTRACTION
This study aims to determine the influence of tensile strength and
drilled holes printed on polyester composite mechanical connection type
double lap on banana stem fibers. And to determine the effect of fiber volume
fraction of 5% in the area around the hole on the connection type double lap
Composite manufacture begins with the preparation of materials to be
used are polyester resin, hardener, fiber banana tree trunks. After the first
process of cutting and peel bark banana stems in layers to three from outside,
then continue pressing process so that the inner bark of banana easily
removed until the remaining fiber outer part, after it was cut and inserted into
the PVC pipe that has been filled with water and then cpntinued the process
of immersion for 1 month to be easy when taking fiber. Initial drying is done in
a room without light eye day for 1 day. Furthermore, alkali treatment 2%
KMnO4 for 2 hours followed drying at room without light the eyes.
Manufacture of composites by hand lay-up method of fiber ratio ± 30% with
preparing fiber inserted in an oven at a temperature of 310C hinga kadr water
reaches 12% to 15% then the fiber is taken and arranged parallel. Tensile test
to determine the tensile strength and maximum force that occurred in the
hole, and the macro image of composite polyester fiber connection banana
stems.
From the test results show that the maximum force the specimen
connection composites manufacture of holes drilled without determine fv and
after the addition of fv 5% experienced a progressive increase of 218.874 N
being 228.200 N, whereas for specimen hole printed without the addition of fv
and after the addition of fv 5% of 288.252 N be 598.914 N. Further more, in
the case of macro image pull-out fiber in the composite specimens drilled
holes and printed.
Keywords: banana trunk fiber, polyester matrix, composite mechanical
connection.
vi
MOTTO
Pahlawan bukanlah orang yang berani meletakkan pedangnya
ke pundak lawan, tetapi pahlawan sebenarnya ialah orang
yang sanggup menguasai dirinya ketika ia marah.
(Nabi Muhammad SAW)
Barang siapa yang mengajak orang lain untuk mengikuti
petunjuk, niscaya akan mendapatkan pahala yang samadengan
orang yang mengikutinya tanpa mengurangi pahalan mereka
sedikit pun.
(HR.Bukhari)
Apabila di dalam diri seseorang masih ada rasa malu dan takut
untuk berbuat suatu kebaikan, maka jaminan bagi orang-orang
tersebut adalah tidak akan bertemunya ia dengan kemajuan
selangkah pun.
(Bung Karno)
Waktu adalah barang paling berharga untuk kau jaga,
menurutku ia adalah barang yang mudah hilang darimu.
(Yahya bin Hubairah)
vii
viii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Warahmatullah Hiwabarakatu.
Syukur
Alhamdulilah Penulis panjatkan Kepada Allah SWT atas
nikmat sehingga penyusunan laporan penelitian ini terselesaikan. Tugas
Akhir berjudul “ANALISIS PENGARUH SAMBUNGAN MEKANIK TIPE
DOUBLE LAP TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA KOMPOSIT
POLYESTER SERAT BATANG PISANG”, dapat terselesaikan atas
berbagai pihak.Untuk itu dalam kesempatan ini Penulis dengan rasa
hormat dan ketulsan hati ingin menyampaikan ucapan terima kasih
kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D
Selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar riyadi,S.T, M.Sc,Ph.D Selaku kaprodi
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Ngafwan, MT
Selaku Pembimbing Utama yang
bersedia meluangkan waktunya serta memberikan arahan dan
penjelasan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Muh Alfatih Hendrawan, ST, MT
Selaku Pembimbing
Pendamping yang telah memberikan bimbingan dan arahan
dalam penulisan Tugas Akhir ini.
ix
5. Bapak Bambang Waluyo Febriatmoko, ST, MT Selaku Dosen
Penguji Tugas Akhir ini.
6. Dosen
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang telah memberi ilmu pengetahuan kepada penulis
selama mengikuti kegiatan kuliah.
7. Staf
Tata
Usaha
Jurusan
Teknik
Mesin
Universitas
Muhammadiyah Surakarta yang telah membantu kelancaran
Tugas Akhir ini.
8. Bapak, Ibu, dan keluaga besar saya yang selalu memberikan doa
dukungan perhatian dan kasih sayang yang begitu indah dan luar
biasa dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
9. Teman-teman angkatan 2009 yang telah memberikan motivasi
semangat untuk penulis.
Penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari sempurna oleh karena itu
kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan penulis
terima dengan senang hati dan Penulis banyak ucapkan terima kasih.
Semoga semua amal baik yang diberikan kepada Penulis akan mendapat
balasan yang baik dan sempurna dari Allah SWT.
Wassalamualaikum Warahmatullah Hiwabarakat
Surakarta,
Januari 2016
Bayu Sugiarto
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................
i
PERNYATAAN TUGAS AKHIR .........................................................
ii
HALAMAN PERSETUJUAN ..............................................................
iii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................
iv
ABSTRAKSI .......................................................................................
v
HALAMAN MOTTO ............................................................................
vii
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ........................................................
viii
KATA PENGANTAR ...........................................................................
x
DAFTAR ISI .......................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ............................................................................
xiii
DAFTAR TABEL ................................................................................
xv
BAB I
PENDAHULUAN .............................................................
1
1.1. Latar Belakang .........................................................
1
1.2. Tujuan Penelitian ......................................................
4
1.3. Pembatasan Masalah ...............................................
5
1.4. Manfaat Penelitian ....................................................
5
xi
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA .....................................................
7
2.1. Kajian Pustaka .........................................................
7
2.2. Dasar Teori ..............................................................
9
2.2.1. Komposit ............................................................
9
2.2.2. Faktor-faktor yang menentukan sifat komposit ...
10
2.2.3. Klasifikasi komposit ............................................
11
2.2.4. Serat ..................................................................
15
2.2.5. Matrik .................................................................
16
2.2.6. Unsur pembentuk komposit serat alam ..............
18
2.2.7. Perlakuan KMnO4 ..............................................
23
2.2.8. Pengujian kekuatan tarik ....................................
23
2.2.9. Fraksi berat komposit ..........................................
29
2.2.10. Fraksi volume komposit .....................................
29
2.2.11. Kurva tegangan-regangan komposit berpenguat serat
BAB III
......................................................................................
28
2.2.12. Patahan (Fracture) ............................................
30
2.2.13. Proses pembuatan lubang ...............................
34
2.2.14. Sambungan komposit ......................................
35
METODE PENELITIAN ...................................................
37
3.1. Diagram alir penelitian .............................................
37
3.2. Prosedur penelitian ..................................................
38
xii
BAB IV
3.3. Bahan dan Alat ........................................................
45
3.3.1 Bahan ....................................................................
45
3.3.2 Alat.........................................................................
47
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAAN ....................
53
4.1. Pengujian specimen komposit .................................
53
4.1.1. Pengujian tarik ...................................................
55
4.1.2. Pembahasan pengujian tarik ..............................
60
4.1.3. Foto makro specimen .........................................
62
4.1.4. Pembahasan foto makro ....................................
66
PENUTUP .......................................................................
68
5.1. Kesimpulan ..............................................................
68
5.2. Saran .......................................................................
69
BAB V
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Fibrous composites ........................................................
12
Gambar 2.2 Laminated composites ...................................................
13
Gambar 2.3 Particulate composites ...................................................
14
Gambar 2.4 Geometri specimen uji tarik ............................................
24
Gambar 2.5 Kurva tegangan regangan ..............................................
25
Gambar 2.6 Sifat komposit pada pengujian tarik ...............................
27
Gambar 2.7 Kurva Tegangan Regangan Komposit Matrix Failure Mode
................................................................................................
29
Gambar 2.8 Kurva Tegangan Regangan Komposit Fibre Failure Mode
.................................................................................................
30
Gambar 2.9 Skematik Patah Liat .......................................................
32
Gambar 2.10 Skematik Patah Liat .....................................................
33
Gambar 2.11 Skematik Patah Getas .................................................
34
Gambar 2.12 Orientasi serat pada daerah lubang yang dibor dan dicetak
.................................................................................................
34
Gambar 2.13 Tipe-tipe dari (a) sambungan mekanik dan (b) sambungan ikat
(bonded joint) ..............................................................
35
Gambar 2.14 Beberapa jenis kerusakan yang mungkin terjadi pada
sambungan mekanik ...................................................
36
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ...................................................
37
Gambar 3.2 Pengambilan serat batang pohon pisang .......................
39
xiv
Gambar 3.3 Penjemuran serat batang pisang tahap pertama ............
40
Gambar 3.4 Pencucian menggunakan larutan KMnO4 .......................
40
Gambar 3.5 Penjemuran serat batang pisang tahap kedua ...............
41
Gambar 3.6 Pemotongan serat ..........................................................
41
Gambar 3.7 Proses oven serat ..........................................................
42
Gambar 3.8 Pembuatan cetakan ......................................................
42
Gambar 3.9 Spesimen uji tarik .............................................................
43
Gambar 3.10 Serat batang pisang .....................................................
45
Gambar 3.11 Resin polyester dan katalis MEKPO ............................
46
Gambar 3.12 Kalium Permanganate (KMnO4) ...................................
47
Gambar 3.13 Mini Digital Scale ..........................................................
48
Gambar 3.14 Alat suntik ....................................................................
48
Gambar 3.15 Sendok dan gelas ........................................................
49
Gambar 3.16 Cetakan ........................................................................
49
Gambar 3.17 Oven ............................................................................
50
Gambar 3.18 Thermometer ................................................................
50
Gambar 3.19 Sikat tembaga ..............................................................
50
Gambar 3.20 Roll ...............................................................................
51
Gambar 3.21 Skrap ............................................................................
51
Gambar 3.22 TDS meter ....................................................................
52
xv
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara tegangan rata-rata dengan regangan
pada lubang dibor .......................................................
54
Gambar 4.2 Grafik hubungan antara tegangan rata-rata dengan regangan
lubang dicetak .............................................................
55
Gambar 4.3 Grafik hubungan antara tegangan rata-rata dengan regangan
lubang bor diperbesar 5% ...........................................
56
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara tegangan rata-rata dengan regangan
pada lubang cetak diperbesar 5% ..............................
58
Gambar 4.5 Histrogram kekuatan lubang .........................................
59
Gambar 4.6 Hubungam antara tengangan dengan rengangan pda jenis
lubang
.......................................................................
Gambar 4.7 Foto Makro Patahan Perbesaran 50
kali
Pada Spesimen
Komposit Uji Tarik Lubang Dibor ..................................
Gambar 4.8 Foto Makro Patahan Perbesaran 50 Kali
59
62
Pada Spesimen
Komposit Uji Tarik Lubang Dicetak ...............................
63
Gambar 4.9 Foto Makro Patahan Perbesaran 50 Kali Pada Spesimen
Komposit Uji Tarik Bor Diperbesar 5% ..........................
64
Gambar 4.10 Foto Makro Patahan Perbesaran 50 Kali Pada Spesimen
Komposit Uji Tarik Cetak diperbesar 5% ....................
xvi
65
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Unsur Kimia Serat Alam ...................................
19
Tabel 2.2 Tensile Properties Of Various Natural Fiber .......................
20
Tabel 2.3 Karakteristik Unsaturated Polyester Resin Yukalac 157® BQTN-EX
...................................................................................................
22
Tabel 3.1 Geometri pengujian tarik ASTM D 5961...............................
43
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tarik .........................................................
53
Tabel 4.2 Hasil Pengolah Data Pengujian Tarik lubang dibor ............
54
Tabel 4.3 Hasil pengolahan Data Pengujian tarik pada lubang dicetak
..................................................................................................
55
Tabel 4.4 Hasil pengolahan Data Pengujian Tarik Pada lubang dibor perbesar
5% .....................................................................................
56
Tabel 4.5 Hasil pengolahan Data Pengujian Tarik Pada lubang dicetak
perbesar 5% ......................................................................
57
Tabel 4.6 Data hasil pengujian jenis lubang ........................................
59
xvii